电力系统继电保护第二章第三四节优秀PPT.ppt
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1、电电力系力系力系力系统继电统继电保保保保护护第第第第二章第三四二章第三四二章第三四二章第三四节节你现在浏览的是第一页,共58页接地故障接地故障导线与大地之间的不正常连接,包导线与大地之间的不正常连接,包括单相接地故障和两相接地故障括单相接地故障和两相接地故障电网接地故障种类及保护策略电网接地故障种类及保护策略你现在浏览的是第二页,共58页接地故障接地故障与与中性点接地方式中性点接地方式密密切相关,相同的故障条件但切相关,相同的故障条件但不同的中性点接地方式,接不同的中性点接地方式,接地故障说表现出的故障特征地故障说表现出的故障特征和后果、危害完全不同,因和后果、危害完全不同,因此保护策略也不相
2、同。此保护策略也不相同。你现在浏览的是第三页,共58页按按单相接地短路时接地电流的大小单相接地短路时接地电流的大小分为:分为:大电流接系统大电流接系统 中性点直接接地;中性点直接接地;中性点经小电阻接地;中性点经小电阻接地;小电流接地系统小电流接地系统 中性点不接地中性点不接地 中性点经消弧线圈接地;中性点经消弧线圈接地;你现在浏览的是第四页,共58页110kV及以上电网及以上电网:中性点直接接地方式中性点直接接地方式35kV及以下电网及以下电网:中性点不接地或不直接中性点不接地或不直接接地接地你现在浏览的是第五页,共58页大电流接地系统:在该电压等级中,部分或所有变大电流接地系统:在该电压等
3、级中,部分或所有变 压器的中性点直接接地。压器的中性点直接接地。优点:绝缘要求低,绝缘的投资相对于小电流接地优点:绝缘要求低,绝缘的投资相对于小电流接地 系统要低。系统要低。缺点:发生单相接地故障时,会产生很大的短路电缺点:发生单相接地故障时,会产生很大的短路电 流,会损坏设备等。流,会损坏设备等。(主要用在(主要用在110kV110kV及以上的电压等级中)及以上的电压等级中)你现在浏览的是第六页,共58页 小电流接地系统:小电流接地系统:在该电压等级中,所有变压器的中性点均不接地。在该电压等级中,所有变压器的中性点均不接地。发生单相接地时,几乎没有短路电流,不会烧坏设备,发生单相接地时,几乎
4、没有短路电流,不会烧坏设备,所以所以,还可以运行还可以运行1 12 2小时小时供电可靠性高供电可靠性高,但是,非故但是,非故障相电压升高为障相电压升高为1.7321.732倍,故倍,故,绝缘要求高。绝缘要求高。随着电压等级的提高,绝缘的投资会急剧增加。随着电压等级的提高,绝缘的投资会急剧增加。主要用在主要用在101066kV66kV的配电系统。的配电系统。你现在浏览的是第七页,共58页对于中性点直接接地电网,利用接地短路时对于中性点直接接地电网,利用接地短路时出现很大零序电流的特点,构成:出现很大零序电流的特点,构成:(1)零序电流保护)零序电流保护 (2)零序方向电流保护)零序方向电流保护对
5、于中性点非有效接地电网,特征不明显对于中性点非有效接地电网,特征不明显只报警不跳闸只报警不跳闸你现在浏览的是第八页,共58页2.3.1接地短路时零序电压、电流和功率的分布接地短路时零序电压、电流和功率的分布对于中性点有效接地电网发对于中性点有效接地电网发生接地故障时,将出现很大生接地故障时,将出现很大零序电流零序电流,正常状态该电流,正常状态该电流不存在。不存在。你现在浏览的是第九页,共58页你现在浏览的是第十页,共58页当前世界上的交流电力系统一般都是当前世界上的交流电力系统一般都是ABC三相的,而电力系统的正序,负序,零序分三相的,而电力系统的正序,负序,零序分量便是根据量便是根据ABC三
6、相的顺序来定的。三相的顺序来定的。正序正序:A相相领先领先B相相120度,度,B相相领先领先C相相120度,度,C相相领先领先A相相120度。度。负序负序:A相落后相落后B相相120度,度,B相落后相落后C相相120度,度,C相落后相落后A相相120度。度。零序零序:ABC三相三相相位相同相位相同,哪一相也不领,哪一相也不领先,也不落后。先,也不落后。你现在浏览的是第十一页,共58页一、零序分量的特点一、零序分量的特点零序网络:与线路、接地变压器的数目和位置相关,和发零序网络:与线路、接地变压器的数目和位置相关,和发电机没有关系。电机没有关系。你现在浏览的是第十二页,共58页1.零序电压:零序
7、电压:故障点零序电压最高,离故障点故障点零序电压最高,离故障点越远,零序电压越低,变压器中性点接地处为越远,零序电压越低,变压器中性点接地处为零。零。你现在浏览的是第十三页,共58页2 2.零序电流零序电流分布:分布:与变压器中性点接地的多少和位置有与变压器中性点接地的多少和位置有关;关;大小:大小:与线路及中性点接地变压器的零序阻抗与线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关。有关。方向:方向:从故障点流向接地的变压器中性点。从故障点流向接地的变压器中性点。你现在浏览的是第十四页,共58页零序电流零序电流:在三相四线电路中,三相电流的相量和等于零,即在三相四线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia
8、+Ib+IC=0 如果在三相四线中接入一个电流互感器,如果在三相四线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时,这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零,其相量和为:量和不等零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流)这漏电电流)这样互感器二次线圈中就有一个感应电压,此电压加于样互感器二次线圈中就有一个感应电压,此电压加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相比较,如大于动作电流,即使灵敏继电
9、器动作,流值相比较,如大于动作电流,即使灵敏继电器动作,作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器,三相电流的相量和不等于零,所产生的电流互感器,三相电流的相量和不等于零,所产生的电流即为零序电流。流即为零序电流。你现在浏览的是第十五页,共58页产生零序电流的两个条件产生零序电流的两个条件:1、无论是纵向故障、还是横向故障、无论是纵向故障、还是横向故障、还是正常时和异常时的不对称,只要有零序还是正常时和异常时的不对称,只要有零序电压的产生;电压的产生;2、零序电流有通路。、零序电流有通路。以上两个条件缺一不可。因为缺少第一以上两个条件缺
10、一不可。因为缺少第一个,就无源泉;缺少第二个,就是我们通常个,就无源泉;缺少第二个,就是我们通常讨论的讨论的“有电压是否一定有电流的问题。有电压是否一定有电流的问题。你现在浏览的是第十六页,共58页3.3.零序功率零序功率分布:短路点零序功率最大;分布:短路点零序功率最大;方向:对于发生故障的线路,两端的零方向:对于发生故障的线路,两端的零序功率方向为序功率方向为线路线路母线母线。你现在浏览的是第十七页,共58页4.4.零序电压与电流的相位关系零序电压与电流的相位关系正方向故障:你现在浏览的是第十八页,共58页不输出正序、负序电压,只有零序电压不输出正序、负序电压,只有零序电压3U3U0 0输
11、出输出。二二.零序电压、零序电流的获取零序电压、零序电流的获取 1.零序电压的获取零序电压的获取 (1)零序电压过滤器零序电压过滤器 加法器U aU bU c3U 0mnABC(2)微机保护内直接利用程序实现加法器微机保护内直接利用程序实现加法器你现在浏览的是第十九页,共58页2 2零序电流的获取零序电流的获取(1 1)零序电流过滤器零序电流过滤器 接于相间保护电流互感器的中性线上。接于相间保护电流互感器的中性线上。不平衡电流:不平衡电流:I0(2)零序电流互感器(电缆线路)零序电流互感器(电缆线路)一次电流:一次电流:优点:无不平衡电流,接线简单优点:无不平衡电流,接线简单你现在浏览的是第二
12、十页,共58页二、中性点直接接地系统的接地保护二、中性点直接接地系统的接地保护 中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的中性点直接接地系统发生接地故障时产生很大的零序电流,反应零序电流增大的保护成为零序保护。零序电流,反应零序电流增大的保护成为零序保护。零序电流保护可装设在上图中的断路器零序电流保护可装设在上图中的断路器1和和2处。处。由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零由于零序电流保护对单相接地故障具有较高的灵敏度。零序电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。序电流保护是高压线路保护中必配备的保护之一。高压线路保护(高压线路保护(110kV及以上)配备的保护有:及以上)配备
13、的保护有:(1)零序(电流)保护;()零序(电流)保护;(2)距离保护;()距离保护;(3)高频)高频保护保护你现在浏览的是第二十一页,共58页三段式零序电流保护三段式零序电流保护(1)零序电流速断保护(零序)零序电流速断保护(零序段)段)(2)零序电流限时速断保护(零序)零序电流限时速断保护(零序段)段)(3)零序过电流保护(零序)零序过电流保护(零序段)段)零序电流保护的起动零序电流保护的起动电流整定类似反映线电电流整定类似反映线电流的电流保护。流的电流保护。必须基于故障零序电必须基于故障零序电流的计算,根据不同地流的计算,根据不同地点接地故障时零序电流点接地故障时零序电流大小的不同来整定
14、。大小的不同来整定。你现在浏览的是第二十二页,共58页(一)零序电流瞬时速断(零序(一)零序电流瞬时速断(零序I I段)保护段)保护(1 1)躲过下一线路出口接地短路的最大三倍)躲过下一线路出口接地短路的最大三倍零序电流零序电流3I0.max 你现在浏览的是第二十三页,共58页的计算:的计算:故障点:本线路末端故障点:本线路末端 故障类型:故障类型:(假设(假设 )当当当当运行方式运行方式 本侧与对侧的电源应是最大运行方式;背后的零序阻本侧与对侧的电源应是最大运行方式;背后的零序阻抗小,对侧的抗小,对侧的零序阻抗大。零序阻抗大。你现在浏览的是第二十四页,共58页(2 2)躲断路器三相触头不同时
15、合闸而出现的最大三倍)躲断路器三相触头不同时合闸而出现的最大三倍零序电流零序电流 3I0.unb 的计算:的计算:两相先合:两相先合:一相先合:一相先合:取两者较大者取两者较大者(一)零序电流瞬时速断(零序(一)零序电流瞬时速断(零序I I段)保护段)保护你现在浏览的是第二十五页,共58页 整定值应选取(整定值应选取(1 1)和()和(2 2)中较大者。原则()中较大者。原则(2 2)所得定值一般较)所得定值一般较大,保护范围缩小,灵敏度降低,此时可考虑使大,保护范围缩小,灵敏度降低,此时可考虑使段带一小的延时段带一小的延时(0.1s0.1s)躲开不同时合闸时间。)躲开不同时合闸时间。灵敏性:
16、灵敏性:要求最小保护范围要求最小保护范围(15%20%)l(一)零序电流瞬时速断(零序(一)零序电流瞬时速断(零序I I段)保护段)保护(3)当线路上采用单相自动重合闸时,按躲开非全相运行状态下)当线路上采用单相自动重合闸时,按躲开非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流来整定;又发生系统振荡时所出现的最大零序电流来整定;按(按(1)()(2)整定的零序)整定的零序I段,往往不能躲开非全相运行状态段,往往不能躲开非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流;而按(下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流;而按(3)整定,)整定,正常情况下发生接地故障时保护范围要缩小,不能充分
17、发挥正常情况下发生接地故障时保护范围要缩小,不能充分发挥零序零序I段的作用。段的作用。你现在浏览的是第二十六页,共58页设置两个零序设置两个零序I I段:段:灵敏灵敏I I段:段:按(按(1 1)或()或(2 2)整定,定值较小,保护范围较)整定,定值较小,保护范围较大;主要对全相运行状态下的接地故障起保护作用;当单大;主要对全相运行状态下的接地故障起保护作用;当单相自动重合闸起动时将其自动闭锁。相自动重合闸起动时将其自动闭锁。不灵敏不灵敏I I段:段:按(按(3 3)整定,)整定,定值较大,保护范围较小;定值较大,保护范围较小;主要在单相重合闸过程中,其他两相又发生接地故主要在单相重合闸过程
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